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汽车零件常用钣金材料及其模具
汽车零件常用钣金材料及其模具
国产化部机电组
罗斌
2010年6月
国产化部机电组教育训练之——
一、钢板材分类及命名标准
二、钢板材生产基本知识
三、钢板产品质量评价
四、钣金件模具及钣金件冲压成型
一、钢板材分类及命名标准:
1、钢铁产品标准
2、常见主要钢铁标准
3、主要钢铁标准牌号命名方法:
1、钢铁产品标准:
※钢铁产品标准是由钢铁生产厂和使用方或国家依据使用要求和生产可行性而协商一致所制定出的对钢铁产品的统一规定,作为共同遵守的准则和依据。
※对于生产和使用钢铁材料的生产厂、用户和钢材贸易部门来说,钢铁产品标准和钢铁产品牌号是他们互相沟通的共同“技术语言”,钢铁产品牌号是对某种产品种类、性能、用途等方面特征综合的识别标志。
2、常见主要钢铁标准:
钢铁产品标准分国家标准和企业标准,主要的工业大国及国际知名钢铁企业均有其特有的标准,按国家分主要有以下五种:
2.1★中华人民共和国国家标准GB标准
★国家标准的编号由国家标准代号、标准发布顺序号和国家标准发布年号构成,我国钢铁标准共有800多个(例如:
GB/T699-1999优质碳素结构钢,包括钢铁产品综合(钢类标准、生铁、铁合金、钢坯、型钢、异型钢、钢板、钢带、钢管、铸铁管、钢丝、钢丝绳、铁道用钢、电工用钢及各种合金等。
★GB标准依据德国工业标准(DIN及日本工业标准(JIS制定。
2.2★日本工业标准(JIS:
JapanIndustrialStandard:
JIS钢铁标准体系:
由三部分组成
A.基础标准:
名词术语;金属材料通用试验方法、钢铁材料检验规则及试验方法标准。
B.原材料标准:
包括生铁及铁合金。
C.钢铁产品标准:
钢棒、型钢、钢板、钢带、钢道用钢、钢管、线材、线材二次产品、机械结构用钢、特殊钢、铸锻制品、电工用钢。
2.3★德国工业标准(DIN:
DeutscheIndustriesNorm:
DIN钢铁标准由三部分内容组成,其内容为:
A、试验方法标准:
包括基础标准及通用试验方法、化学分析试验方法、物理性能试验方法、力学性能试验方法、工艺性能试验方法、金相检验方法、化学性能试验方法及无损检测方法等。
B、原材料标准:
原材料标准包括生铁和铁合金
C、钢铁产品标准:
包括钢类(如冷镦钢、工具钢、轴承钢等综合标准、钢锭、钢坯、型钢、异形钢、钢板、钢带、钢管、铸铁管、钢丝、钢丝绳、铁道用钢、电工用钢及高温合金等。
2.4★欧洲标准————EN
EN标准EN标准是欧洲标准化委员会所制定的标准,欧洲标准化委员会的成员国有:
德国、法国、意大利、瑞士、英国等18个国家。
2.5★美国国家标准—ANSI/ASTM标准美国ANSI/ASTM钢铁标准体系包括钢管、铸铁件、铁合金、钢板、钢带、钢丝、涂镀产品、结构钢、钢筋、压力容器用钢、铁道用钢、钢棒、弹簧、轴承钢、钢锻件、机械试验、腐蚀试验、金相试验、无损试验及化学分析等。
名称汉字符号位置名称汉字符号位置炼钢用生铁炼L牌号头锅炉用钢锅g牌号尾铸造用生铁铸Z牌号头焊接气瓶用钢焊瓶HP牌号尾碳素结构钢屈Q牌号头车辆车轴用钢辆轴LZ牌号头低合金高强度钢屈Q牌号头机车车轴用钢机轴JZ牌号头耐侯钢耐侯
NH
牌号尾
管线用钢
S
牌号头
3、主要钢铁标准牌号命名方法:
A、G
B标准:
钢铁产品牌号的表示一般采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法表示(化学元素符号用全符号(不缩略混合稀土元素符号用“RE”表示表示产品名称、用途、特性和工艺方法的符号为汉语拼音字母。
1、主要分类名称表示(如下表
2、碳素结构钢和低合金高强度结构钢牌号组成:
★非专用钢碳素结构钢和低合金高强度钢
拼音字母Q+以MPa为单位的规定最小屈服点数值+规定的质量等级、脱氧方法等符号。
例如:
Q235A规定最小屈服点为235MPa、质量等级为A的碳素结构钢
★专用钢的牌号组成为:
拼音字母Q+以MPa为单位的规定最小屈服点数值+代表产品用途的符号
例:
规定最小屈服点为295MPa的焊接气瓶钢板,其牌号表示为:
“Q295HP”。
注:
低合金高强度结构钢的牌号也可采用化学成分表示方法来代替屈服点数值表示法,其表示方法为:
100X规定平均含碳量的百分数值(二位数+所含合金元素的
化学元素符号。
例:
含碳0.12%~0.20%、含锰1.2%~1.6%的低合金钢,其牌号为“16Mn”
★专用钢的牌号除上述表示方法外加上代表产品用途的符号。
例:
平均含碳量为0.20%的锅炉用钢,其牌号表示为“20g”
3、合金结构钢
A、非专用钢的牌号组成为:
100×规定平均含碳量的百分数值(二位+所含合金元素的化学元素符号及其含量(含量小于1.50%时不标明含量例:
碳、铬、镍的平均含量分别为0.20%、
0.75%、2.95%的合金结构钢其牌号表示为“20CrNi3”。
B、专用合金结构钢牌号
除上述表示方法外加上代表产品用途的符号
例:
碳、铬、锰、硅的平均含量分别为0.30%、0.95%、0.85%、1.05%的铆螺钢,其牌号表示为“ML30CrMnSi”。
B、日本工业标准(JIS:
JapanIndustrialStandard:
1非机械结构钢的牌号主体由以下三部分组成:
例:
SS400SPHT170
(1(2(3(1(2(3
其中:
(1用英文、罗马字头或元素符号表示材质区分,主要有:
S(Steel钢F(Ferrum铁
(2用英文或罗马字头(单个字或组合表示板、棒、管、线、铸件等产品的形状区
分及用途:
PC(PlateColdS(Structure结构T(Tube管A(Automobile汽车W(Wire线材PH(PlateHot热轧板带
(3表示材料等级的数字字母或规定最低抗拉强度、屈服强度数值,有些在数字后还
附加表示等级、种类的A、B、C。
例如:
SM490(490为以MPa为单位的规定最小抗拉强度值
SPCC(C为Commercial一般用。
2机械结构用碳素钢的牌号表示方法为:
SxxC例:
S20C表示含碳量为0.18~0.23%的机械
结构用碳素钢。
C、宝钢产品牌号表示方法
1、一、二期对象产品的牌号表示
一、二期对象产品的牌号都按所采用的国外标准牌号表示,其方法与相应国别的牌号
表示方法相同。
彩色涂层钢板:
T+基板牌号(热镀锌牌号部分缩略;如:
Tst01Z
2、三期产品的牌号表示方法:
(1冲压用冷连轧钢带
BLC
一般用(C、CommercialD、Drawing
低碳(LowCarbon
宝钢(BAOSTEEL缩写
BUSD
冲压(Drawing
拉延用(S、StrainF、Fomability成型用
超级(U、UltraSU、SuperUltra超高级
宝钢(BAOSTEEL缩写
(2双相高强度冷连轧钢带(在钢的铁素体上弥散分布一定量的马氏体
BXXX/XXXDP例:
B340/590DP
双相钢
以MPa为单位的规定抗拉强度下限值
以MPa为单位的规定屈服点下限值
BAOSTEEL
(3加磷高强度及烘烤硬化高强度冷连轧钢带(加磷、锰等固溶元素提高强度
BXXXXX例:
B250P1B180H1
1.超低碳
2.低碳
强化方式(P:
磷强化H:
烘烤硬化
以MPa为单位的规定屈服点下限值
BAOSTEEL
(4热镀锌及合金化热镀锌钢带
1冷成型用
DCxxD+x
Z:
热浸镀锌ZF:
热浸锌铁镀AZ:
热镀铝锌合金
表示用于热镀
特性符号以Mpa为单位的规定最小屈服值
冷轧
成型用
(5结构钢
SxxxxD+x
1.超低碳
2.低碳
强化方式(P:
磷强化H:
烘烤硬化
以MPa为单位的规定屈服点下限值
BAOSTEEL
(6热镀锌及合金化热镀锌钢带
1冷成型用
DCxxD+x
Z:
热浸镀锌ZF:
热浸锌铁镀AZ:
热镀铝锌合金
表示用于热镀
特性符号以Mpa为单位的规定最小屈服值
冷轧
成型用
D、宝钢产品简介
1宝钢主要热轧钢板(带代表钢种
(1SPHC(2SPHD(3SPHE(4SS400
(5SM400(6SPHT1(7SAPH400(8QstE420TM
(9B420CL(10B440QZR(11B440HP(12CCS-B
(13B480NQR(14S415、S485
2宝钢主要热轧酸洗钢板(带代表钢种
(1SPHC-PO
(2BRC3
3宝钢主要冷轧钢板(带代表钢种
(1SPCC、DC01、BLC(2SPCD、DC03、BLD(3SPCE、DC04、BUSD
(4DC05、BUFD(5DC06、BSUFD(6St37-2G
(7B170P1(8B180P2(9B140H1
(10B340/590DP(11B340LA(12BTC1
(13BZB(14BCK-2(15BLC-JD3
4宝钢主要电镀锌钢板(带代表钢种
(1SECC(2BSUFDE+Z、BSUFDE+ZN(3B170P1E+Z、B170P1E+ZN
(4B140H1E+Z、B140H1E+ZN
5宝钢主要热镀锌(铝锌钢板(带代表钢种
(1DC51D+Z、DC51D+ZF(2DC56D+Z、DC56D+ZF(3S220GD+Z、S220GD+ZF
(4H220PD+Z、H220PD+ZF(5H300LAD+Z、H300LAD+ZF(6H180YD+Z、H180YD+ZF
(7H180BD+Z、H180BD+ZF(8DC51D+AZ
E、宝钢主要热轧钢板(钢带代表钢种
1、牌号:
SPHCSPHDSPHE(相近的国外牌号及标准号:
德国:
Stw22(标准DIN1614-2-86
日本:
SPHC(标准JISG3131-1996欧洲:
DD11(标准EN10111-19982、牌号:
SS400SM400(相近的国外牌号及标准号:
日本:
SS400(标准JISG3101:
1995
深冲
E*
Drawing冲压用
D*Commercial一般(商业用PlateHot热轧板带
Steel钢C*PHSMarine船用转意焊接用
M
400
抗拉强度为400MPa
Structure结构
Steel钢
400
SSF、宝钢主要、宝钢主要热轧酸洗热轧酸洗热轧酸洗钢板(带代表钢种
钢板(带代表钢种1、牌号:
SPHC-PO由于酸洗牌号与热轧牌号相同,一般为了以便鉴别,酸洗产品在表示方法
上加PO(意思:
酸洗涂油,如:
SPHC-PO
相近的国外牌号及标准号:
日本:
SPHC(标准JISG3131-1996德国:
Stw22(标准
DIN1614-2-86欧洲:
DD11(标准EN10111-1998
G、宝钢主要冷轧钢板(钢带代表钢种
1、牌号:
SPCC、DC01、BLC相近的国外牌号及标准号:
SPCC-日本:
SPCC(标准JISG3141-1996DC01-欧洲:
DC01(标准EN10130-1999BLC-日本:
JSC270C(标准JSFA2001-1998牌号说明:
Drawing冲压用
Commercial一般(商业用
ULTRA超级STRAIN拉延
LowCarbon低碳
BAOSTEEL宝钢DC
USL
B
冲压用顺序号一般用COLDDRAWING冲压用
04/05
030201CD排序冲压用
DE
Commercial一般(商业用
PlateCold冷轧板带
Steel钢C*
PCS
H、宝钢主要高强度钢板(钢带代表钢种
1、牌号:
B170P1、B180P
2、B140H1B340/590DPB340LA相近的国外牌号及标准号:
日本:
SPFC340P(标准JISG3135—1986JSC340P(标准JFS2001—1998日本:
JSC270H(标准JFSA2001—1998牌号说明:
LowAlloy低合金
屈服强度BAOSTEEL宝钢
LA340
B
DoublePhase双相
抗拉强度屈服强度BAOSTEEL宝钢
DP
590340B超低碳1低碳
2P:
磷强化H:
烘烤硬化
屈服点BAOSTEEL宝钢
P/H170B
H、宝钢主要电镀锌钢板(钢带代表钢种
1、牌号:
SECCBSUFDE+ZNB170P1E+Z相近的国外牌号及标准号:
美国:
CS(级(标准ASTMA591—98日本:
SECC(标准JISG3313—1998
欧洲:
DC06+Z(标准EN10152—1993DC06+ZE(标准EN10271—1998牌号说明:
纯锌/锌镍合金
Electrolytic
电镀
超低碳
P:
磷强化H:
烘烤硬化
屈服点
BAOSTEEL宝钢
Z/ZNE1P/H170B纯锌/锌镍合金Electrolytic
电镀
Drawing冲压
Formability成型
UltraSuper超高级
BAOSTEEL宝钢
Z/ZNEDFSUBCommercial一般(商业
用
CCold冷轧Electrolytic电镀
Steel钢CES
注1:
电镀可选择的镀层种类及镀层重量
注:
50g/m2纯锌镀层重量约等于7.1μm,50g/m2锌镍合金镀层重量约等于6.8μm。
10~40
10~110单面10~40,两面差值最大值为20
3~90,两面差值最大值为40差厚10~40
3~90
等厚
锌镍合金镀层(单面
纯锌镀层(单面
镀层种类
镀层形式
注2:
电镀可选择的表面处理类别
N5
无铬耐指纹处理
N2、N4
耐指纹处理
特殊表面处理
M不处理
O涂油V磷化处理(不含封闭处理+涂油
T磷化处理(不含封闭处理PO5
磷化+无铬封闭+涂
油
Q磷化处理(含封闭处理+涂油P5磷化+无铬封闭P磷化处理(含封闭处理
CO5无铬钝化+涂油S铬酸钝化处理+涂油C5无铬钝化处理C铬酸钝化处理一般表面处理
代号环保型表面处理种
类代号表面处理种类类别
H、宝钢主要热镀锌(铝钢板(钢带代表钢种
1、牌号:
DC56D+Z/ZF
相近的国外牌号及标准号:
欧洲:
DX56D+Z,+ZF(标准EN10142:
2000EN10147:
2000EN10292:
2000美国:
EDDS(标准ASTMA653M-2002牌号说明:
锌铁合金化
纯锌镀
热镀
加P(磷强化
屈服强度下限220MPa
高强度冷成型用钢
ZFZDP220H锌铁合金化
纯锌镀热镀锌的英文缩写
特性符号超深冲用
冷轧板冷成型用钢
ZFZD56
C
D
注1:
热镀可选择的镀层种类及镀层重量
30/4040/6040/100
30/4040/6040/100
Z
差厚100/100125/125140/140175/175225/225100/100125/125140/140175/175225/225Z
40/4050/5060/6070/7080/8090/9040/4050/5060/6070/7080/8090/90Z、ZF
30/3030/30ZF
等厚a
镀层代号推荐的镀层重量
g/m2
镀层种类镀层形式
50g/m2纯锌镀层重量约等于7.1μm
注2:
表面处理
N5
无铬耐指纹
SL5
无铬自润滑
LY
铬酸钝化加涂油处理
CO5
无铬钝化+涂油
Y
涂油处理C5无铬钝化L铬酸钝化处理代号环保型表面处理种
类代号表面处理种类
注3:
表面结构
适用于进一步涂漆。
无锌花,灰色,一般无光泽。
R
锌铁合金
—
采用特定生产工艺使镀层表面无肉眼可见的锌花。
N零锌花GX光整小锌花用于高表面质量要求的用途。
如:
用作彩涂基板。
经专门光整处理得到的表面结构。
G光整锌花用于正常锌花不能满足表面外观要求的用途。
能过对锌层的控制冷凝而形成的表面,呈现比正常锌花小的细小锌花。
X小锌花一般用途镀锌后在通常条件下锌层冷凝而得的锌花。
Z正常锌花用途特征
代号表面结构
二、钢板材生产基本知识
1、钢板(带的生产:
1、热连轧带钢生产:
原料:
初轧板坯和连铸坯。
坯料厚度:
120~300厘米,最厚达300~350毫米。
带钢厚度:
0.8~25毫米。
宽度:
与成品相同或大于50~100毫米。
火焰清理:
清除表面缺陷,以保证成品带钢的表面质量。
加热温度:
1250~1280℃。
加热设备:
3~5座连续式加热炉、步进式连续加热炉。
热连轧带钢生产流程:
原料准备
卷取
冷却精轧粗轧
加热
2、冷连轧带钢生产:
坯料不经加热,在较低的温度下轧制
冷轧板优点:
与热轧产品相比,冷轧钢板和带材的厚度均匀,尺寸精度高,表面光洁美观。
其机械性能和加工性能较好。
冷轧板坯料:
热轧板卷,其厚度一般为1.5~6毫米,宽度在2000毫米以下。
为了保证冷轧薄板的表面质量,原料必须在轧前除去氧化铁皮。
冷轧板带钢生产工艺过程
酸洗剪切
平整退火表面清理
冷轧涂镀
酸洗:
作业线主要包括开卷机、酸洗槽、清洗槽、
卷取机和一系列传送装置等。
酸洗用的酸洗液根据热轧板卷的钢种不同而不同,普通
钢一般用硫酸或盐酸酸洗。
冷轧:
冷轧机一般都采用四辊式或6辊式,有单机座
可逆式和3~6机座连续式。
脱脂:
通过清洗除去板面轧制油污的工序。
脱脂方
法有电解清洗、喷刷清洗与燃烧脱脂等几种。
退火:
将轧件加热到一定温度(600~720℃进行
保温,然后缓慢冷却。
可消除加工硬化,并获得良好的机械性能。
罩式炉和连续退火炉
三、钢板产品质量评价
1、化学成分
2、力学性能
3、尺寸、外形、重量
4、表面质量
5:
剪切中心加工过程常见缺陷
1、化学成分:
钢中化学成分是决定钢性能、质量的根本因素钢中常见的五大元素:
碳、硅、锰、硫、磷。
1.1、碳:
钢的性能随着含碳量的变化而显著变化。
含碳量增加,钢的硬度、强度、淬透性随着增加;塑性和韧性下降;焊接性能和可锻性逐步变差。
1.2、锰:
a、它是有效脱氧剂,能去除钢中所溶的氧
b、能消除或减弱硫在钢中的恶劣影响
c、能提高钢的强度和硬度,与碳相比它在增加钢强度的同时对钢在塑性、可焊性方面的降低影响较低
1.3、硅:
硅作为强脱氧元素而加入钢中。
能提高钢的强度、硬度;能降低钢的密度、导热系数和导电系数,降低矫顽力所以硅是生产电工用钢的主要合金元素。
1.4、硫:
(来自矿石与燃料
a、硫是钢中的有害元素,一般称之为杂质元素。
含量都有严格的限制(宝钢企标规定产品含硫不大于0.035%
b、硫与铁化合成硫化铁。
硫化铁与铁形成一种熔点很低的共晶,沿晶界分布造成钢的热脆性。
c、硫能改善切削性能。
1.5、磷:
(来自矿石
a、磷是有害元素,使钢的塑性、韧性降低,强度和硬度提高
b、磷对钢的焊接性能也有不利影响
C、加磷生产冷成型用高强度钢
2、力学性能:
金属在力作用下涉及应力-应变关系的性能2.1、拉伸试验
2.2、硬度试验
2.3、冲击试验
2.4、冷弯试验
2.5、杯突试验
例、拉伸试验:
拉伸试验是测定强度和塑性的一种试验方法:
(1按标准制备拉伸试样
(2安装在拉伸试验机的夹头内
(3用静拉伸力(限定加载速率对试样进行轴向拉伸
(4测量力和相应的伸长直至试样被拉断。
屈服强度:
表示出金属在变形前所能承受的载荷。
抗拉强度:
表示出金属在破坏前所能承受的载荷。
伸长率:
就是经过拉伸断裂后拉伸试样标距的伸长
与原始标距的比例,用百分数表示。
例:
杯突试验:
一种冲压工艺性能试验,用来衡量材料的深冲性能的试验方法。
按照国家标准,“试验采用端部
为球形的冲头,将夹紧的试样压入
压模内,直至出现穿透裂缝为止,
所测量的杯突深度即为试验结果。
”
这种试验通常是在杯突试验机上进
行。
试样在做过杯突试验后就像只
冲压成的杯子(不过是只破裂的杯
子。
钢板深冲性能不好的话,冲
压件在制作过程中就很容易开裂。
3、尺寸、外形、重量:
3.1、尺寸:
公称尺寸:
是指标准中规定的名义尺寸。
实际尺寸:
通过实际测量所得到的尺寸。
尺寸偏差:
实际尺寸减其公称尺寸所得的代数差。
3.2、外形:
(1、脱方度:
钢板的横向边在纵向边上的垂直投影值,
或者为钢板对角线之差值的一半。
(2、不平度:
钢板自由地放在平台上,钢板下表面和
平台间的最大距离为不平度。
(3、镰刀弯:
钢板和钢带的镰刀弯是指侧边与连接测量
部分两端点的直线之间的最大距离。
(4、浪形:
带钢表面呈现高低不平形状。
(5、塔形:
钢卷端部不齐,呈不同程度的宝塔形
3.3、钢板理论重量计算方法:
修约至四位有效数字
基本重量(kg/mm.m2*厚度(mm单位重量kg/m2修约至四位有效数字
宽度(m*长度(m
钢板面积m2kg的整数位
各捆重量之和
总重量kg
修约至kg的整数位1块板重量(kg
*同规格的1捆钢板块数1捆重量kg修约至三位有效数字
单位重量(kg/m2*钢板面积(m21块板重量kg7.85(厚度1mm.面积1m2的重量基本重量kg/mm.m2结果修约
计算方法
计算顺序
4、表面质量:
4.1:
冷轧钢板(带的常见缺陷
1、来料单边浪太大或者中浪太大。
2、轧辊辊缝有倾斜。
带钢边部或中部局部双层轧入
折叠
2
1、热轧轧机前面的高压
水喷嘴堵塞使破碎氧化铁皮未吹净而轧入。
2、热轧高温卷取料,在
酸洗拉矫时破鳞不够。
表面的任意部位带钢表面粘附着一层鱼鳞状、细条状、块状或弥散型点状的棕色或灰黑色物氧化铁皮轧入
1
产生原因
产生部位
缺陷特征缺陷名称序号
冷轧时由于工艺或乳化液的原因
使变形区内的油膜破裂,导致轧辊和带钢直接接触而产生。
带钢表
面
带钢表面出现细密的短线状划伤
热划伤
5
1、在轧制过程中,有异物被压入。
如焊渣、烟灰、退火残留物等。
2、在轧制过程中,有时脏物粘附
在轧辊上。
带钢表
面的任
意部位表面压入其它物体印痕呈凹形缺陷压痕
41、工作辊表面局部剥落或裂纹。
2、断带、穿带、甩尾时损坏辊子。
带钢表面的任
意部位按辊子的周长,周期出现的凹凸压
印辊印
3
产生原因
产生部位
缺陷特征缺陷名称序号
轧机或平整机工作辊辊身局部粗糙度异常或磨损。
钢带纵向全长分布
沿钢带纵向某一部位与基板颜色明显不一致
色差
81、剪刃过钝。
2、剪刃间隙调节不当。
钢卷两侧钢卷两侧出现尖而薄的飞刺毛刺
71、机组的导板台、夹送辊、矫直辊有异物。
2、机组、护板在带钢运行方向部位有突起硬物。
3、圆盘剪剪刃重
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- 汽车零件 常用 材料 及其 模具